WO2005054675A1 - Radialkolbenpumpe, insbesondere für kraftstoffeinspritzsysteme - Google Patents

Radialkolbenpumpe, insbesondere für kraftstoffeinspritzsysteme Download PDF

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WO2005054675A1
WO2005054675A1 PCT/DE2004/002323 DE2004002323W WO2005054675A1 WO 2005054675 A1 WO2005054675 A1 WO 2005054675A1 DE 2004002323 W DE2004002323 W DE 2004002323W WO 2005054675 A1 WO2005054675 A1 WO 2005054675A1
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WO
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piston pump
radial piston
tappet
camshaft
pump according
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Andreas Kellner
Falko Bredow
Andreas Beiter
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Robert Bosch Gmbh
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    • F04B1/0426—Arrangements for pressing the pistons against the actuated cam; Arrangements for connecting the pistons to the actuated cam
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
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    • F02M63/0001—Fuel-injection apparatus with specially arranged lubricating system, e.g. by fuel oil

Definitions

  • the invention relates to a radial piston pump for generating high fuel pressure in fuel injection systems of internal combustion engines, in particular in a common rail injection system, with a drive shaft mounted in a pump housing, which support at least two pistons arranged radially with respect to the drive shaft in a respective element bore, which are rotated by rotating the drive shaft in of the respective element bore can be moved back and forth in the radial direction, each with a plunger arranged between the piston and the drive shaft and guided in the pump housing.
  • Such a radial piston pump is known for example from DE 198 44 326 AI and DE 199 07 311 AI.
  • the tappet and the pump housing each delimit a tappet space within which, among other things, there is a spring, which holds the tappet in contact with the drive shaft or camshaft. Since the tappets participate in the oscillating movement of the pistons of the radial piston pump, the volume of the tappet spaces changes periodically.
  • Camshaft takes off. This is very damaging to the radial piston pump for two reasons: firstly, the suction of fuel into the delivery chamber of the associated pump element is prevented and secondly, the subsequent impact of the tappet on the drive shaft or camshaft can damage the piston, tappet, roller and / or drive shaft or Guide the camshaft.
  • the object of the invention is to develop a radial piston pump with more than one pump element in such a way that the losses resulting from the volume changes in the tappet spaces are minimized, the stress on the radial piston pump is reduced and the permissible maximum speed of the radial piston pump is increased.
  • a radial piston pump for generating high fuel pressure in fuel injection systems of internal combustion engines, in particular in a common rail injection system, with a drive shaft mounted in a pump housing, which support at least two pistons arranged radially with respect to the drive shaft in a respective element bore, which are rotated by rotating the Drive shaft can be moved back and forth in the respective element bore in the radial direction, with a between the piston of the camshaft arranged and guided in the pump housing tappet in that the tappet spaces delimited by the tappets and the pump housing are additionally hydraulically connected to one another.
  • the volume changes of the tappet spaces take place out of phase. Due to the hydraulic connection between the tappet spaces according to the invention, the fuel located in the tappet spaces can be shifted from one tappet space into the other, so that the losses (flow resistances) resulting from the volume changes in the tappet spaces are minimized. This benefits the drive power requirement of the radial piston pump according to the invention. In addition, the fuel, which is moved from a tappet space with decreasing volume into a tappet space with increasing volume, supports the function of the
  • connection hole is provided and that the at least one connection hole hydraulically connects two tappet spaces.
  • Ram rooms are hydraulically connected. This measure can sometimes also be carried out on pump housings that have already been manufactured in series, so that retrofitting of radial piston pumps already in series with the hydraulic connecting bore according to the invention is possible in some cases.
  • two plunger spaces can be hydraulically connected by an external connection line. This variant is recommended if a connecting hole in the pump housing cannot be accommodated for constructional or other reasons.
  • the function of the radial piston pump according to the invention can be further improved if the already existing one
  • a first throttle is provided in the lubricant supply. This can limit the amount of lubricant available for the tappets and camshaft.
  • the drive shaft can be designed as a camshaft or as an eccentric shaft. It is also possible to provide the tappets with a roller that rolls on the camshaft, so that the frictional forces between the tappet and the camshaft are reduced.
  • a bypass throttle can be provided in the pump housing.
  • FIG. 1 shows a section through a radial piston pump according to the prior art
  • Figure 2 shows a section through a first embodiment of a radial piston pump according to the invention
  • Figure 3 shows a section through a second embodiment of a radial piston pump according to the invention.
  • Figure 4 shows a detail of the bearing of a camshaft of a radial piston pump according to the invention.
  • FIG. 1 shows a radial piston pump known from DE 199 07 311 AI for supplying high-pressure fuel in fuel injection systems, in particular common-rail fuel injection systems, to internal combustion engines Cut.
  • the radial piston pump shown in Figure 1 is equipped with an integrated demand control.
  • the flow rate is regulated on the suction side via a metering unit ZME.
  • the radial piston pump shown in FIG. 1 comprises a camshaft 2 mounted in a pump housing 1 with two cams 36 arranged offset by 180 °. Pistons 8 and 9 are supported against the cams 36. The pistons 8 and 9 are each radial in an element bore 11 and 12
  • the pistons 8 and 9 are arranged at an angle of approximately 90 ° to one another.
  • a plate-shaped foot 14 and 15 is arranged in each case.
  • the feet 14 and 15 can either be integrally formed with the pistons 8 and 9 or can be removably attached thereto.
  • a spring 17 and 18 is biased against the plates 14 and 15. The springs 17 and 18 press the
  • a cylindrical guide body 26 and 27 extends from the bottoms 20 and 21 of the tappets 23 and 24.
  • the guide bodies 26 and 27 are in guide bores 29 and 30 in the Pump housing 1 slidable.
  • the radial piston pump shown in Fig. 1 is used to apply high pressure to fuel that is supplied by a prefeed pump from a tank. The high-pressure fuel is then pumped into the above-mentioned common line.
  • the pistons 8 and 9 are moved away from the axis of the camshaft 2 as a result of the eccentric movement of the camshaft 2.
  • the pistons 8 and 9 move radially towards the axis of the camshaft 2 in order to draw in fuel.
  • the plungers 23 and 24 limit together with the
  • Pump housing 1 tappet spaces 32 and 33, the volume of which changes due to the movements of the pistons 8 and 9.
  • the tappet space 33 In the position of the camshaft 2 shown in FIG. 1, the tappet space 33 has its minimum volume. In contrast, the volume of the tappet space 32 is maximum in the position of the camshaft 2 shown in FIG. 1. This means nothing other than that with each revolution of the camshaft 2, the fuel located in an engine room 35, which receives the camshaft 2, and in the tappet chambers 32 and 33 is periodically pumped back and forth between these rooms. This results in considerable flow losses, which heat up the fuel located in the engine room 35 and the tappet spaces 32 and 33.
  • one or more compensating bores 41 are provided in the bottoms 20 and 21 of the tappets 23 and 24.
  • FIG. 2 a first embodiment of a radial piston pump according to the invention with two pistons 8 and 9 is shown in greatly simplified section.
  • the same components have the same reference numerals as in FIG. 1 and what has been said about FIG. 1 applies accordingly.
  • a roller 57 is provided on the tappets 20 and 21, which roll on the cams 36.
  • the invention is not based on
  • the rollers 57 are also not a necessary component of a radial piston pump according to the invention.
  • the volume changes in the tappet spaces 32 and 33 take place 90 ° out of phase.
  • This effect is exploited in accordance with the invention in that a hydraulic connection is provided between the tappet spaces 32 and 33, so that whenever the volume of a tappet space decreases, the fuel located in this tappet space is partially pushed out into the adjacent tappet space, the volume of which same time increases.
  • the other part of the fuel flows through the compensating holes 41 and / or grooves (not shown) in the bottom 20 and 21 of the tappets 23 and 24. This supports the downward movement of the tappets 23 and 24 and also makes the tappets 23 and 24 lift off effectively prevented by the camshaft 2.
  • the hydraulic connection between the tappet spaces 32 and 33 is realized by a connecting bore 37 in the pump housing 1. If the camshaft 2 continues to rotate in the direction of arrow 48 starting from the position shown in FIG. 2, then the fuel located in the tappet space 32, which is used for lubrication and cooling, is via the connecting bore 37 and the compensating bores 41 and / or grooves and the engine room 35 moves into the tappet space 33. simultaneously The pressure in the tappet space 33 exerts a hydraulic force on the base 21 of the tappet 24 in the direction of the camshaft 2. This effectively supports the function of the spring 19, which consists in keeping the tappet 24 in contact with the camshaft 2. This means that the maximum speed of the radial piston pump can be increased under otherwise identical conditions.
  • the lubrication of the camshaft 2 and its storage takes place via a lubricant supply 38 with a throttle 39, which is fed directly with fuel from the fuel tank, not shown, of the internal combustion engine via a supply line 40.
  • compensating bores 41 and / or compensating grooves are provided in the bottoms 20 and 21 of the plungers 23 and 24, which are dimensioned such that they provide the hydraulic support of the springs 19 described above during the downward movement of the plungers 23 or 24, assist in increasing the volume of the associated ram space.
  • the compensating holes 41 in the bottoms of the tappets also have the function of a throttle.
  • a line 43 branches off from the supply line 40 and supplies the metering unit ZME of the radial piston pump with fuel.
  • Compensating holes 41 and / or grooves in the engine room 35 are formed by Compensating holes 41 and / or grooves in the engine room 35.
  • the fuel from the tappet rooms 32 and 33 can of course also get into the engine room 35 through the compensating holes 41.
  • the fuel located in the engine room 35 which is used for lubrication and cooling, flows via a bearing of the camshaft 2 in the pump housing 1 (not shown in FIGS. 1 to 3) into a fuel return, also not shown.
  • a first throttle 44 is provided in the lubricant supply 38.
  • the function of this first throttle 44 differs from the throttle 39 described in the exemplary embodiment according to FIG. 2 with regard to its dimensioning.
  • the first throttle 44 is to be selected such that, on the one hand, a sufficient amount of fuel for lubrication and cooling purposes arrives in the tappets and in the engine compartment 35 and, on the other hand, the hydraulic support of the springs 19 described above through the connecting bore 37 during the suction stroke of a piston 8 or 9 is not affected.

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Abstract

Es wird eine Radialkolbenpumpe mit mindestens zwei Pumpenelementen vorgeschlagen, bei der die Stössel (23) und (24) nicht nur durch eine Feder (19) in Anlage an einer Nockenwelle (2) gehalten werden, sondern zusätzlich hydraulisch unterstützt in Anlage an der Nockenwelle (2) gehalten werden.

Description

Radialkolbenpumpe, insbesondere für KraftstoffeinspritzSysteme
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei einem Common-Rail-Einspritzsystem, mit einer in einem Pumpengehäuse gelagerten Antriebswelle, die mindestens zwei bezüglich der Antriebswelle radial in einer jeweiligen Elementbohrung angeordnete Kolben abstützen, die durch Drehen der Antriebswelle in der jeweiligen Elementbohrung in radialer Richtung hin und her bewegbar sind, mit je einem zwischen den Kolben und der Antriebswelle angeordneten und im Pumpengehäuse geführten Stößel.
Eine solche Radialkolbenpumpe ist zum Beispiel aus der DE 198 44 326 AI und der DE 199 07 311 AI bekannt. Bei diesen Radialkolbenpumpen begrenzen die Stößel und das Pumpengehäuse je einen Stößelraum innerhalb dessen sich unter anderem je eine Feder befindet, welche den Stößel in Anlage mit der Antriebswelle oder Nockenwelle hält. Da die Stößel die oszillierende Bewegung der Kolben der Radialkolbenpumpe mitmachen, ändert sich das Volumen der Stößelräume periodisch.
In einem Triebwerksraum des Pumpengehäuses, welcher die Antriebswelle oder Nockenwelle aufnimmt, ist Kraftstoff zur Schmierung und Kühlung der Radialkolbenpumpe vorhanden. Dieser Kraftstoff, wird wegen der o. g. Volumenänderungen der Stößelräume periodisch durch die in den Stößeln vorhandenen Ausgleichsbohrungen und Ausgleichsnuten in die Stößelräume angesaugt und anschließend wieder ausgeschoben. Dabei treten erhebliche Strömungs- und Energieverluste auf, welche unerwünscht sind und unter anderem dazu führen können, dass die Stößel während der Bewegung des Kolbens vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt von der
Nockenwelle abhebt. Dies ist aus zwei Gründen sehr schädlich für die Radialkolbenpumpe: Erstens wird das Ansaugen von Kraftstoff in den Förderraum des zugehörigen Pumpenelements verhindert und zweitens kann das anschließende Aufprallen des Stößels auf die Antriebswelle oder Nockenwelle zu Schäden an Kolben, Stößel, Rolle und/oder Antriebswelle oder Nockenwelle führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radialkolbenpumpe mit mehr als einem Pumpenelement so weiterzubilden, dass die aus den Volumenänderungen der Stößelräume resultierenden Verluste minimiert, die Beanspruchung der Radialkolbenpumpe verringert und die zulässige Höchstdrehzahl der Radialkolbenpumpe erhöht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei einem Common-Rail-Einspritzsystem, mit einer in einem Pumpengehäuse gelagerten Antriebswelle, die mindestens zwei bezüglich der Antriebswelle radial in einer jeweiligen Elementbohrung angeordnete Kolben abstützen, die durch Drehen der Antriebswelle in der jeweiligen Elementbohrung in radialer Richtung hin und her bewegbar sind, mit einem zwischen dem Kolben der Nockenwelle angeordneten und im Pumpengehäuse geführten Stößel dadurch gelöst, dass die von den Stößeln und dem Pumpengehäuse begrenzten Stößelräume zusätzlich hydraulisch miteinander in Verbindung stehen.
Vorteile der Erfindung
Da die Pumpenelemente einer Radialkolbenpumpe versetzt zueinander angeordnet sind, finden die Volumenänderungen der Stößelräume phasenverschoben statt. Durch die erfindungsgemäße hydraulische Verbindung zwischen den Stößelräumen kann der in den Stößelräumen befindliche Kraftstoff von einem Stößelraum in den anderen verschoben werden, so dass die aus den Volumenänderungen der Stößelräume resultierenden Verluste (Strömungswiderstände) minimiert werden. Dies kommt dem Antriebsleistungsbedarf der erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe positiv zugute. Außerdem unterstützt der Kraftstoff, welcher aus einem Stößelraum mit abnehmendem Volumen in einen Stößelraum mit zunehmendem Volumen verschoben wird, die Funktion der
Feder, welche den Stößel in Anlage an der Antriebswelle halten soll. In anderen Worten: Bei gleich dimensionierter Feder kann eine höhere Maximaldrehzahl der Radialkolbenpumpe erreicht werden oder die Feder kann kleiner dimensioniert werden. Eine kleinere Feder wirkt sich positiv auf den Bauraumbedarf und die bewegten Massen aus .
Dadurch dass die erfindungsgemäße hydraulische Verbindung zwischen den Stößelräumen keine Auswirkungen auf den
Hochdruckbereich der Radialkolbenpumpe hat, kann diese hydraulische Verbindung leicht an bestehenden Radialkolbenpumpen nachgerüstet werden, ohne dass hohe Kosten entstünden oder eine erneute Applikation der Radialkolbenpumpe an das Kraftstoffeinspritzsystem beziehungsweise die zugehörige Brennkraftmaschine erforderlich wäre.
Eine besonders vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass im Pumpengehäuse mindestens eine
Verbindungsbohrung vorgesehen ist und dass die mindestens eine Verbindungsbohrung zwei Stößelräume hydraulisch miteinander verbindet. Bei dieser Variante ist es lediglich erforderlich, eine Verbindungsbohrung zusätzlich in das Pumpengehäuse anzubringen, so dass zwei benachbarte
Stößelräume hydraulisch miteinander verbunden sind. Diese Maßnahme kann bisweilen auch an bereits in Serie gefertigten Pumpengehäusen vorgenommen werden, so dass eine Nachrüstung bereits in Serie befindlicher Radialkolbenpumpen mit der erfindungsgemäßen hydraulischen Verbindungsbohrung in manchen Fällen möglich ist.
Alternativ können auch zwei Stößelräume durch eine externe Verbindungsleitung hydraulisch verbunden werden. Diese Variante empfiehlt sich dann, wenn aus konstruktiven oder sonstigen Gründen eine Verbindungsbohrung im Pumpengehäuse nicht untergebracht werden kann.
Die Funktion der erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe kann weiter verbessert werden, wenn die ohnehin vorhandene
Versorgung der Antriebswelle mit Kraftstoff zur Kühlung und Schmierung in die hydraulische Verbindung zwischen zwei Stößelräumen mündet, da in diesem Fall eine definierte Menge von Schmierstoff zu Schmier- und Kühlzwecken den Stößeln und den Stößelräumen zugeführt werden kann. Dadurch steigt die Belastbarkeit der erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe, ohne zusätzlichen Herstellungs- oder Fertigungsaufwand.
Damit die Unterstützung der auf die Stößel wirkenden Federn durch die hydraulische Verbindung zwischen zwei Stößelräumen durch die Schmierstoffversorgung nicht beeinträchtigt wird, empfiehlt es sich weiter, dass in den Stößeln Ausgleichsbohrungen und/oder Ausgleichsnuten vorhanden sind, welche eine hydraulische Verbindung zwischen dem zugehörigen Stößelraum und dem Triebwerksraum herstellen. Dabei ist darauf zu achten, dass die Strömungswiderstände dieser Ausgleichsbohrungen und/oder Ausgleichsnut bezüglich ihres Durchmessers und ihrer Lage so mit der Drossel in der Schmierstoffversorgung abgestimmt sind, dass die Federn wirkungsvoll hydraulisch unterstützt werden.
Um die Menge des den Stößelräumen und dem Triebwerksraum zufließenden Kraftstoffs einstellen zu können, ist in der Schmierstoff ersorgung eine erste Drossel vorgesehen. Dadurch kann die Menge des für die Stößel und die Nockenwelle zur Verfügung stehenden Schmierstoffs begrenzt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe kann die Antriebswelle als Nockenwelle oder als Exzenterwelle ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich, die Stößel mit einer Rolle zu versehen, welche auf der Nockenwelle abrollen, so dass die Reibungskräfte zwischen Stößel und Nockenwelle reduziert werden.
Wenn der in den Triebwerksraum des Pumpengehäuses gelangende Schmierstoff auch eine oder beide Lagerungen der Nockenwelle im Pumpengehäuse durchströmt, kann es in manchen Betriebszuständen, beispielsweise beim Kaltstart der Brennkraftmaschine, dazu kommen, dass zu wenig Schmierstoff durch die Stößel und/oder den Triebwerksraum und das/die Lager der Nockenwelle strömt. Um diesem unerwünschten Zustand abzuhelfen, kann parallel zu dem Lager/den Lagern der Nockenwelle im Pumpengehäuse eine Bypassdrossel vorgesehen sein.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung mehrere
Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigt:
Zeichnungen
Figur 1 einen Schnitt durch eine Radialkolbenpumpe nach dem Stand der Technik;
Figur 2 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe;
Figur 3 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe; und
Figur 4 ein Detail der Lagerung einer Nockenwelle einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe .
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die Figur 1 zeigt eine aus der DE 199 07 311 AI bekannte Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei Kraftstoffeinspritzsystemen, insbesondere Common-Rail- Kraftstoffeinspritzsystemen, von Brennkraftmaschinen im Schnitt. Die in Figur 1 dargestellte Radialkolbenpumpe ist mit einer integrierten Bedarfsmengenregelung ausgestattet. Die Fördermengenregelung erfolgt saugseitig über eine Zumesseinheit ZME .
Die in Figur 1 gezeigte Radialkolbenpumpe umfasst eine in einem Pumpengehäuse 1 gelagerte Nockenwelle 2 mit zwei um 180° versetzt abgeordneten Nocken 36. Gegen die Nocken 36 stützen sich Kolben 8 und 9 ab. Die Kolben 8 und 9 sind jeweils in einer Elementbohrung 11 und 12 in radialer
Richtung hin und her bewegbar aufgenommen. Die Kolben 8 und 9 sind in einem Winkel von etwa 90° zueinander angeordnet .
An dem zu der Nockenwelle 2 hin gerichteten Ende der Kolben 8 und 9 ist jeweils ein tellerförmiger Fuß 14 und 15 angeordnet. Die Füße 14 und 15 können entweder einstückig mit dem Kolben 8 und 9 ausgebildet oder abnehmbar daran befestigt sein. Gegen die Teller 14 und 15 ist eine Feder 17 und 18 vorgespannt. Die Federn 17 und 18 drücken die
Kolben 8 und 9 gegen die Böden 20 und 21 der Stößel 23 und 24. Von den Böden 20 und 21 der Stößel 23 und 24 erstreckt sich je ein zylinderförmiger Führungskörper 26 und 27. Die Führungskörper 26 und 27 sind in Führungsbohrungen 29 und 30 in dem Pumpengehäuse 1 verschiebbar.
Die in Fig. 1 dargestellte Radialkolbenpumpe dient dazu, Kraftstoff, der von einer Vorförderpumpe aus einem Tank geliefert wird, mit Hochdruck zu beaufschlagen. Der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff wird dann in die o. a. gemeinsame Leitung gefördert. Im Förderhub werden die Kolben 8 und 9 infolge der Exzenterbewegung der Nockenwelle 2 von der Achse der Nockenwelle 2 wegbewegt. Im Saughub bewegen sich die Kolben 8 und 9 radial auf die Achse der Nockenwelle 2 zu, um Kraftstoff anzusaugen. Die Stößel 23 und 24 begrenzen zusammen mit dem
Pumpengehäuse 1 Stößelräume 32 und 33, deren Volumen sich durch die Bewegungen der Kolben 8 und 9 verändert.
In der in Figur 1 dargestellten Position der Nockenwelle 2 hat der Stößelraum 33 sein minimales Volumen. Im Gegensatz dazu ist das Volumen des Stößelraums 32 in der in Figur 1 dargestellten Position der Nockenwelle 2 maximal. Dies bedeutet nichts anderes, als dass mit jeder Umdrehung der Nockenwelle 2 der in einem Triebwerksraum 35, welcher die Nockenwelle 2 aufnimmt, und in den Stößelräumen 32 und 33 befindliche Kraftstoff periodisch zwischen diesen Räumen hin- und hergepumpt wird. Dabei entstehen erhebliche Strömungsverluste, die den in dem Triebwerksraum 35 und den Stößelräumen 32 und 33 befindlichen Kraftstoff aufheizen.
Um den Strömungswiderstand zu verringern, sind in die Böden 20 und 21 der Stößel 23 und 24 eine oder mehrere Ausgleichsbohrungen 41 vorgesehen.
Allerdings ist diese Lösung nicht vollständig zufriedenstellend, da der Strömungswiderstand nach wie vor erheblich sein kann und infolgedessen die Stößel 23 und 24 während ihrer Saugbewegung, das heißt wenn sich der zugehörige Kolben von seinem oberen Totpunkt zu seinem unteren Totpunkt bewegt, von der Nockenwelle 2 abheben können.
In Figur 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe mit zwei Kolben 8 und 9 im Schnitt stark vereinfacht dargestellt. Gleiche Bauteile haben die gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 und es gilt das zu Figur 1 Gesagte entsprechend. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist, um die Reibung zwischen den Stößeln 20 und 21 einerseits und der Nockenwelle 2 andererseits zu verringern, an den Stößeln 20 und 21 je eine Rolle 57 vorgesehen, die auf den Nocken 36 abrollen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf
Radialkolbenpumpen mit einer Nockenwelle 2 beschränkt. Auch sind die Rollen 57 nicht notwendiger Bestandteil einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe .
Wegen des Winkels von 90° zwischen den Kolben 8 und 9 finden die Volumenänderungen in den Stößelräumen 32 und 33 um 90° phasenverschoben statt. Dieser Effekt wird erfindungsgemäß dadurch ausgenützt, dass eine hydraulische Verbindung zwischen den Stößelräumen 32 und 33 vorgesehen ist, so dass immer dann, wenn sich das Volumen eines Stößelraumes verringert, der in diesem Stößelraum befindliche Kraftstoff teilweise in den benachbarten Stößelraum ausgeschoben wird, dessen Volumen zur gleichen Zeit zunimmt. Der andere Teil des Kraftstoffs strömt durch die Ausgleichsbohrungen 41 und/oder Nuten (nicht dargestellt) im Boden 20 und 21 der Stößel 23 und 24. Dadurch wird die Abwärtsbewegung der Stößel 23 und 24 unterstützt und es wird außerdem das Abheben der Stößel 23 und 24 von der Nockenwelle 2 wirksam unterbunden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist die hydraulische Verbindung zwischen den Stößelräumen 32 und 33 durch eine Verbindungsbohrung 37 im Pumpengehäuse 1 realisiert. Wenn sich die Nockenwelle 2 in Richtung des Pfeils 48 ausgehend von der in Figur 2 dargestellten Position weiterdreht, dann wird der im Stößelraum 32 befindliche Kraftstoff, der zur Schmierung und Kühlung eingesetzt wird, über die Verbindungsbohrung 37 und die Ausgleichsbohrungen 41 und/oder Nuten und den Triebwerksraum 35 in den Stößelraum 33 bewegt. Gleichzeitig übt der Druck im Stößelraum 33 eine hydraulische Kraft auf den Boden 21 des Stößels 24 in Richtung Nockenwelle 2 aus. Dadurch wird die Funktion der Feder 19, welche darin besteht, den Stößel 24 in Anlage an der Nockenwelle 2 zu halten, wirksam unterstützt. Dies bedeutet, dass bei sonst gleichen Randbedingungen, die Maximaldrehzahl der Radialkolbenpumpe erhöht werden kann.
Bei diesem Ausführungsbeispiel findet die Schmierung der Nockenwelle 2 und deren Lagerung (nicht dargestellt) über eine Schmierstoffversorgung 38 mit einer Drossel 39 statt, die direkt mit Kraftstoff aus dem nicht dargestellten Kraftstofftank der Brennkraftmaschine über eine Versorgungsleitung 40 gespeist wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 sind in den Böden 20 und 21 der Stößel 23 und 24 Ausgleichsbohrungen 41 und/oder Ausgleichsnuten (nicht dargestellt) vorgesehen, welche so dimensioniert sind, dass sie die oben beschriebene hydraulische Unterstützung der Federn 19 während der Abwärtsbewegung der Stößel 23 oder 24, bei der Vergrößerung des Volumens des zugehörigen Stößelraums unterstützen. Die Ausgleichsbohrungen 41 in den Böden der Stößel haben also auch die Funktion einer Drossel.
Von der Versorgungsleitung 40 zweigt eine Leitung 43 ab, welche die Zumesseinheit ZME der Radialkolbenpumpe mit Kraftstoff versorgt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 wird die Schmierstoffversorgung 38 nicht direkt in den Triebwerksraum 35 geführt, sondern mit der
Verbindungsbohrung 37 verbunden. Dadurch ist gewährleistet, dass die Stößel 23 und 24 mit einer ausreichenden und genau bestimmbaren Menge Kraftstoff geschmiert und gekühlt werden. Anschließend gelangt der Kraftstoff durch den Spalt zwischen den Stößeln 23 und 24 einerseits und dem Pumpengehäuse andererseits sowie über die
Ausgleichsbohrungen 41 und/oder Nuten in den Triebwerksraum 35. Zusätzlich kann der Kraftstoff aus den Stößelräumen 32 und 33 natürlich auch durch die Ausgleichsbohrungen 41 in den Triebwerksraum 35 gelangen.
Anschließend strömt der im Triebwerksraum 35 befindliche Kraftstoff, welcher zur Schmierung und Kühlung dient, über ein in den Figuren 1 bis 3 nicht dargestelltes Lager der Nockenwelle 2 im Pumpengehäuse 1 in einen ebenfalls nicht dargestellten Kraftstoffrücklauf.
In der Schmierstoffversorgung 38 ist eine erste Drossel 44 vorgesehen. Die Funktion dieser ersten Drossel 44 unterscheidet sich von der bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 beschriebenen Drossel 39 hinsichtlich ihrer Dimensionierung. Die erste Drossel 44 ist so zu wählen, dass einerseits eine ausreichende Menge an Kraftstoff zu Schmier- und Kühlzwecken in den Stößeln und in den Triebwerksraum 35 gelangt und andererseits die oben beschriebene hydraulische Unterstützung der Federn 19 durch die Verbindungsbohrung 37 während des Saughubs eines Kolbens 8 oder 9 nicht beeinträchtigt wird.
In Figur 4 ist ein Lager 45 der Nockenwelle 2 im Pumpengehäuse 1 schematisch dargestellt. Im Normalbetrieb der Radialkolbenpumpe strömt der nicht dargestellte Kraftstoff aus dem Triebwerksraum 35 durch das Lager 45 in eine Rücklaufleitung 46. In manchen Betriebszuständen, beispielsweise beim Kaltstart der Brennkraftmaschine, kann es jedoch sein, dass nicht genügend Kraftstoff aus dem Triebwerksraum 35 durch das Lager 45 in die Rücklaufleitung 46 strömt. Um auch während dieser Betriebszustände eine ausreichende Kühlung und Schmierung der Stößel zu gewährleisten, ist parallel zum Lager 45 eine Bypassdrossel 47 vorgesehen.

Claims

Ansprüche
1. Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei einem Common-Rail-Einspritzsystem, mit einer in einem Pumpengehäuse (1) gelagerten Antriebswelle, die mindestens zwei bezüglich der Antriebswelle oder radial in einer jeweiligen Elementbohrung (11, 12) angeordnete Kolben (8, 9) abstützen, die durch Drehen der Antriebswelle in der jeweiligen Elementbohrung (11, 12) in radialer
Richtung hin und her bewegbar sind, mit einem zwischen dem Kolben (8, 9) und der Antriebswelle angeordneten und im Pumpengehäuse (1) geführten Stößel (23, 24), dadurch gekennzeichnet, dass von den Stößeln (23, 24) und dem Pumpengehäuse (1) begrenzte Stößelräume (32, 33) hydraulisch miteinander in Verbindung stehen.
2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Pumpengehäuse (1) mindestens eine Verbindungsbohrung (37) vorgesehen ist, und dass die mindestens eine Verbindungsbohrung (37) zwei Stößelräume (32, 33) hydraulisch verbindet.
3. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Verbindungsleitung vorgesehen ist, und dass die mindestens eine Verbindungsleitung zwei Stößelräume (32, 33) hydraulisch verbindet .
4. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schmierstoffversorgung (38) in die hydraulische Verbindung (37) zwischen zwei Stößelräumen (32, 33) mündet.
5. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schmierstoffversorgung (38) eine erste Drossel (44) vorgesehen ist.
6. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stößelräume (32, 33) und ein Triebwerksraum (35) hydraulisch miteinander in Verbindung stehen.
7. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tassenstößel (23, 24) Ausgleichsbohrungen (41) oder Ausgleichsnuten aufweisen.
8. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle als Nockenwelle (2) ausgebildet ist.
9. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stößel (23, 24) je eine mit der Antriebswelle zusammenwirkende Rolle (57) aufweisen.
10. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in den Triebwerksraum (35) gelangende Schmierstoff ein oder mehrere Lager (45) der Nockenwelle (2) durchströmt, und dass hydraulisch parallel zum Lager oder den Lagern (45) der Nockenwelle (2, 36) eine Bypass-Drossel (47) vorgesehen ist .
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